(57)【要約】【課題】簡易な構成でエンジン騒音の低減化を図る。【解決手段】断面積可変構造は、ダイヤフラム５８で正圧室６０および負圧室６２に画成して、シャッタ部材７０をダイヤフラム５８に接続することで、ダイヤフラム５８の動きに伴いスライドするように構成する。シャッタ部材７０には、常には空気流通路４４側に位置させる弾性部材８０が配設される。空気流通路４４と正圧室６０とを連通する第１通孔６４を設けると共に、空気流通路４４と負圧室６２とを連通する第２通孔６６がシャッタ部材７０に設ける。エンジンの吸気量に応じて、正圧室６０および負圧室６２の圧力差と弾性部材８０の弾性力との平衡関係の変化により、シャッタ部材７０の空気流通路４４への突出量を変化させて、空気流通路４４の断面積を連続的に可逆変化させ得るようになっている。【選択図】図１
2005061281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン(E)の吸気ダクト(40)に設けられ、該吸気ダクト(40)における空気流通路(44)の断面積を該エンジン(E)の吸気量に応じて増減変化させるようにした断面積可変構造において、
前記吸気ダクト(40)の外側に配設されるケーシング(52)の内部を、ダイヤフラム(58)で正圧室(60)および負圧室(62)に画成した圧力室(50)と、
前記ダイヤフラム(58)に接続され、該ダイヤフラム(58)の動きに伴い前記空気流通路(44)および前記ケーシング(52)の間をスライドして該空気流通路(44)の断面積を変化させるシャッタ部材(70)と、
前記シャッタ部材(70)に連繋し、常には該シャッタ部材(70)を前記空気流通路(44)側に位置させる弾性部材(80)と、
前記吸気ダクト(40)に開設され、前記空気流通路(44)および前記正圧室(60)を連通する第１通孔(64)と、
前記シャッタ部材(70)に開設され、前記空気流通路(44)および前記負圧室(62)を連通する第２通孔(66)とからなり、
前記エンジン(E)の吸気量に応じて、前記第１通孔(64)を介して前記空気流通路(44)と前記正圧室(60)との間で空気が流通すると共に、前記第２通孔(66)を介して該空気流通路(44)と前記負圧室(62)との間で空気が流通し、該正圧室(60)および負圧室(62)の間に生じた圧力差と前記弾性部材(80)の弾性力との平衡関係が変化することで、前記シャッタ部材(70)の空気流通路(44)への突出量を変化させて、該空気流通路(44)の断面積を連続的に可逆変化させ得るよう構成した
ことを特徴とする吸気ダクトの断面積可変構造。
【請求項２】
前記圧力室(50)は、前記ケーシング(52)における空気流通路(44)側に前記正圧室(60)が画成されると共に、前記ダイヤフラム(58)を挟んだ外側に負圧室(62)が画成される請求項１記載の吸気ダクトの断面積可変構造。
【請求項３】
前記第１通孔(64)は、前記第２通孔(66)より空気流通方向の上流側に設けられると共に、該第１通孔(64)における前記空気流通路(44)側の開口は、空気流通方向の上流側に臨んで開放される請求項１または２記載の吸気ダクトの断面積可変構造。
【請求項４】
前記シャッタ部材(70)は、一端部(72a)を前記負圧室(62)内に臨ませて開放した有底の中空部(72)を有し、該中空部(72)の他端部(72c)に前記第２通孔(66)が開設され、前記空気流通路(44)と負圧室(62)とが該中空部(72)の中空領域を介して連通される請求項１〜３の何れかに記載の吸気ダクトの断面積可変構造。
【請求項５】
前記弾性部材(80)は、一端部が前記中空部(72)の中空領域に挿入保持されると共に、他端部が前記ケーシング(52)に保持される請求項４に記載の吸気ダクトの断面積可変構造。
【請求項６】
前記第２通孔(66)の空気流通路(44)側の開口は、空気流通方向の下流側に臨んで開放される請求項１〜５の何れかに記載の吸気ダクトの断面積可変構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸気ダクトの断面積可変構造に関し、更に詳細には、エンジンの吸気ダクトに設けられ、該吸気ダクトにおける空気流通路の断面積を該エンジンの吸気量に応じて増減変化させるようにした断面積可変構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年生産される自動車では、安全性能の向上が要求されており、例えば各種エアバッグ装置、ブレーキ装置、衝突回避装置等の種々安全装置を搭載する一方、補強材を多用してボディおよびシャーシの高剛性化をも図る必要があることから、必然的に車両重量が増加する傾向にある。そこで、車両重量の増加分を補うべく高出力のエンジンを搭載することとなるが、このエンジンに対しては燃費や排ガスおよび騒音等の環境性能の向上が要求されているため、排気量を大きくすることなく燃焼効率を高めて出力向上を図ることが希求されている。
【０００３】
図６に例示するように、ボンネットタイプの自動車では、車体１０における前部のエンジンルーム１２内にエンジンＥが搭載されており、該エンジンＥの駆動に必要な空気は、車体１０の前部に組付けた吸気ダクト２０から導入して、エアクリーナー１４で清浄してから供給されるようになっている。ここで、エンジンＥの出力向上を図るためには、外部空気を取り入れる前記吸気ダクト２０の通風抵抗を低減させて、外部空気をスムーズにエンジンＥへ供給するようにすればよい。具体的には、前記吸気ダクト２０の大型化を図り、空気導入口２１を拡大すると共に、内部に画成された空気流通路の断面積を大きくすればよい。しかしながら、単に吸気ダクト２０の大型化を図った場合、該吸気ダクト２０の空気導入口２１から放射されるエンジン騒音(燃焼音等)が増大する問題が発生してしまう。
【０００４】
そこで従前では、図７に概略図示するように、空気流通路２３の断面積を小さく設定した第１ダクト２２と、空気流通路２５の断面積を大きく設定した第２ダクト２４とから構成された吸気ダクト２０が提案されている(例えば、特許文献１参照)。このような２系統形態の吸気ダクト２０では、エンジンＥが低回転で駆動している場合は、前記第２ダクト２４内に配設したバルブ２６を完全に閉じた状態に保持し(図７の実線表示)、空気導入口２１から放射されるエンジン騒音を抑えるようにする。また、エンジンＥが所定回転数より高回転で駆動するようになった場合には、前記バルブ２６を開いて(図７の２点鎖線表示)第２ダクト２４内へ外部空気を導入させるようにすることで通風抵抗の低減を図り、エンジンＥの高出力化に対応するようにしていた。しかしながら、このような構成の吸気ダクト２０では、外形サイズの大型化によりエンジンルーム１２内への設置時に制約を受けることや、空気流通路の断面積を大小２種類にしか変化させ得ないこと等の欠点を内在していた。また、特に図示しないがエンジン騒音を低減するための別の方法としては、吸気ダクトにおける主たる空気流通路となる第１ダクトから分岐した第２ダクトに、共鳴室となる箱状のレゾネータを接続した構成もあるが、該レゾネータの配設スペースを必要とする難点が指摘される。
【０００５】
そこで、図８に例示したように、ダクト本体内に適宜の可変部材３２を設け、エンジンＥの回転数に応じて、該可変部材３２の姿勢を変位させることで空気流通路の断面積を増減変化させて１系統形態にした吸気ダクト３０が提案されている(例えば、特許文献２参照)。この吸気ダクト３０は、空気流通路３１の断面形状より一回り小さい外形形状とした可変部材３２を、ダクト本体の所要位置に回動可能に配設した構造となっている。従って、空気流通路３１の空気流通方向と直交する姿勢に可変部材３２を変位させた際(図８の実線表示)には該空気流通路３１の断面積が狭小状態となり、空気流通方向と平行となる姿勢に該可変部材３２を変位させた際(図８の２点鎖線表示)には該空気流通路３１の断面積が拡大状態となる。
【０００６】
前記可変部材３２の姿勢の制御は、サーボモータやアクチュエータ等で駆動する方式や、エンジンＥの吸気量に応動するダイヤフラム方式が用いられている。例えばサーボモータによる方式は、エンジンＥの回転数を計測する回転計の動作に基づいてサーボモータを駆動し、該サーボモータの回転変位により可変部材３２の開度を制御するものである。また、ダイヤフラム方式では、エンジンＥにおいて、スロットルバルブの上流側の吸気量に応答して動作するダイヤフラムの動きを利用して可変部材３２の開度を設定するものである。すなわち前記吸気量は、エンジンＥの高回転域では大きく、これに対し低回転域では小さくなり、該エンジンＥの回転数に近似的に比例している。そこで、ダイヤフラム方式は、負圧パイプを介してダイヤフラムを設けた負圧室とダクトとが流通することで、エンジンＥの高回転域では、吸気負圧が大きくなるにつれてダイヤフラムがスプリングに抗して変位し、その動きをロッドおよびレバーを介して可変部材３２に伝達して、該可変部材３２の開度を増大させるよう構成している。
【特許文献１】特開平１１−８２２０２号公報
【特許文献２】実開昭６３−６００７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２に開示された吸気ダクト３０では、空気流通路３１内に配設した可変部材３２の姿勢を制御することにより、該空気流通路３１の断面積を増減変化させるようになっており、空気流通路３１の断面積狭小状態とした際には該空気流通路３１の断面積が小さくなるのでエンジン騒音の低減化を図ることが可能である。しかしながら、前記可変部材３２の姿勢を制御するに際し、サーボモータやアクチュエータ等を駆動手段として利用する方式では、該駆動手段を駆動するための動力源が別途必要になると共に、該可変部材３２の開度を制御するための制御手段が必要になってしまう欠点が指摘される。これに対し、エンジンＥの吸気量を利用したダイヤフラム方式では、別段の動力源を必要としない利点があるが、ロッドとレバーとで間接的に可変部材３２を動かす構成のため、機構が複雑になってしまう問題があると共に、負圧室を負圧にするための負圧パイプを別に配管する構成のため、配管スペースをエンジンルーム１２内に必要とし、また負圧パイプを接続する手間が掛かってしまう問題も指摘される。 
【０００８】
すなわちこの発明は、従来の技術に係る吸気ダクトの断面積可変構造に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、簡易な構成でエンジン騒音の低減化を図り得る吸気ダクトの断面積可変構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係る吸気ダクトの断面積可変構造は、
エンジンの吸気ダクトに設けられ、該吸気ダクトにおける空気流通路の断面積を該エンジンの吸気量に応じて増減変化させるようにした断面積可変構造において、
前記吸気ダクトの外側に配設されるケーシングの内部を、ダイヤフラムで正圧室および負圧室に画成した圧力室と、
前記ダイヤフラムに接続され、該ダイヤフラムの動きに伴い前記空気流通路および前記ケーシングの間をスライドして該空気流通路の断面積を変化させるシャッタ部材と、
前記シャッタ部材に連繋し、常には該シャッタ部材を前記空気流通路側に位置させる弾性部材と、
前記吸気ダクトに開設され、前記空気流通路および前記正圧室を連通する第１通孔と、
前記シャッタ部材に開設され、前記空気流通路および前記負圧室を連通する第２通孔とからなり、
前記エンジンの吸気量に応じて、前記第１通孔を介して前記空気流通路と前記正圧室との間で空気が流通すると共に、前記第２通孔を介して該空気流通路と前記負圧室との間で空気が流通し、該正圧室および負圧室の間に生じた圧力差と前記弾性部材の弾性力との平衡関係が変化することで、前記シャッタ部材の空気流通路への突出量を変化させて、該空気流通路の断面積を連続的に可逆変化させ得るよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る吸気ダクトの断面積可変構造によれば、エンジンの吸気量に応じて、正圧室および負圧室の圧力差と弾性部材の弾性力との平衡関係の変化により、シャッタ部材の空気流通路への突出量を変化させて、該空気流通路の断面積を連続的に可逆変化させるよう構成することで、エンジン騒音の低減化を好適に図り得ると同時に、エンジン出力特性に合致させて吸気量が変化するため燃焼効率を高めて出力向上を図り得る。また、空気流通路に突出して断面積を変化させるシャッタ部材を、ダイヤフラムに直接配設すると共に、負圧室の負圧状態を作り出す第２通孔を該シャッタ部材に開設することで、断面積可変構造を簡略化できるため、省スペース化を図り得る等の有益な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る吸気ダクトの断面積可変構造は、吸気ダクトの外側に配設される圧力室の本体であるケーシングの内部をダイヤフラムで正圧室および負圧室に画成して、シャッタ部材を前記ダイヤフラムに接続した構成とし、該ダイヤフラムの動きに伴って、前記シャッタ部材を空気流通路および前記ケーシングの間にスライドさせることで、該空気流通路の断面積を変化させるようになっている。また、前記シャッタ部材に連繋して、常には該シャッタ部材を付勢して空気流通路側に位置させる弾性部材が配設される。更に、空気流通路から前記正圧室に連通する第１通孔が吸気ダクトに設けられると共に、前記シャッタ部材を介して前記空気流通路から前記負圧室に連通する第２通孔が該シャッタ部材に設けられ、前記正圧室および負圧室に空気を導入または導出するよう構成される。そして、エンジンの吸気量に応じて、前記第１通孔を介して前記空気流通路と前記正圧室との間で空気が流通すると共に、前記第２通孔を介して該空気流通路と前記負圧室との間で空気が流通し、該正圧室および負圧室の間に生じた圧力差と前記弾性部材の弾性力との平衡関係が変化することで、前記シャッタ部材の空気流通路への突出量を変化させて、該空気流通路の断面積を連続的に可逆変化させ得るようになっている。
【実施例】
【００１２】
次に、本発明に係る吸気ダクトの断面積可変構造につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。本実施例の吸気ダクト４０は、図６に例示したように、車体１０における前部のエンジンルーム１２の前側に前記ダクト２０の代わりに組付けられ、車体１０の前方方向へ空気導入口２１を指向させる一方、エンジンＥの空気供給部に配設されたエアクリーナ１４に空気送出口４８を連結して実施に供されるようになっている。
【００１３】
図１,図２または図５に示すように、実施例に係る断面積可変構造が設けられる吸気ダクト４０は、円筒状のパイプ体４２を本体とし、その内部に空気流通路４４が画成されている。そして、実施例に係る断面積可変構造は、ケーシング５２の内部をダイヤフラム５８により正圧室６０および負圧室６２に画成した圧力室５０と、空気流通路４４および前記ケーシング５２の間をスライドして該空気流通路４４の断面積を変化させるシャッタ部材７０と、このシャッタ部材７０を、常には空気流通路４４側に位置させる弾性部材８０と、空気流通路４４から正圧室６０に連通する第１通孔６４と、シャッタ部材７０を介して空気流通路４４から負圧室６２に連通する第２通孔６６とから基本的に構成されている。
【００１４】
(圧力室)
前記圧力室５０は、前記吸気ダクト４０におけるパイプ体４２の外側に配設されたケーシング５２と、該ケーシング５２の内部を正圧室６０および負圧室６２に画成するダイヤフラム５８とから構成されている。前記ケーシング５２は、前記パイプ体４２の外部に一体的に配設され、該パイプ体４２の外壁面を底面とする円形の開口部５４ａを有する桶状の第１半体５４と、該第１半体５４の開口部５４ａに合致する開口部５６ａを有する桶状の第２半体５６とからなり、両半体５４,５６の開放端部には外方に向けて延在するフランジ部５４ｂ,５６ｂが夫々形成されている。また、前記ダイヤフラム５８は、ゴム等の可撓性をもつ材料が採用される薄肉の円盤状部材であって、前記第１および第２半体５４,５６の開口部５４ａ,５６ａを覆い得る寸法に設定されると共に、後述するシャッタ部材７０における本体部７２の挿入を許容し得る挿通孔５８ａが中央部に開設されている。そして、前記第１半体５４の開口部５４ａに第２半体５６の開口部５６ａを整合させた状態で、該第１半体５４のフランジ部５４ｂと第２半体５６のフランジ部５６ｂの間に前記ダイヤフラム５８の外周縁を挟持させて、該両フランジ部５４ｂ,５６ｂをビス等の固定手段６８で固定される(図５参照)。前記圧力室５０におけるケーシング５２の内部は、前記ダイヤフラム５８により２分割され、前記第１半体５４と該ダイヤフラム５８で画成される空間が正圧室６０となると共に、前記第２半体５６と該ダイヤフラム５８で画成される空間が負圧室６２となっている。すなわち前記圧力室５０は、前記ケーシング５２における空気流通路４４側に前記正圧室６０が画成されると共に、前記ダイヤフラム５８を挟んだ外側に負圧室６２が画成されている。
【００１５】
(シャッタ部材)
前記シャッタ部材７０は、円筒状の本体部(中空部)７２と、該本体部７２の周面から軸対称に延出する一対の遮断片７４,７４とから構成されている。前記本体部７２は、一端面が開口した有底円筒体であって、この開口端部(一端部)７２ａは前記負圧室６２内に臨んでいる。前記開口端部７２ａには、その周面の全周に亘って延出する一対のフランジ７２ｂ,７２ｂが形成され、前記本体部７２の軸(長手)方向に離間する一対のフランジ７２ｂ,７２ｂの間隔は、前記ダイヤフラム５８の厚さと略同一に設定されている。また、前記シャッタ部材７０の幅寸法(両遮断片７４,７４における側端部間の寸法)は、前記空気流通路４４の直径と略同一に設定されている。なお、前記シャッタ部材７０の底部７２ｃには、後述する第２通孔６６が開設されている。
【００１６】
前述のように構成されたシャッタ部材７０は、前記開口端部７２ａを前記ダイヤフラム５８の挿通孔５８ａに挿入して、前記一対のフランジ７２ｂ,７２ｂの間に該ダイヤフラム５８の内周縁(挿通孔５８ａの端縁)を嵌合せせることで、該開口端部７２ａが前記負圧室６２内に臨む状態に配設されている。そして、前記正圧室６０と空気流通路４４とを隔てるパイプ体４２に開設された孔部４２ａを介し、前記シャッタ部材７０を、その底部７２ｃ側から空気流通路４４へ延出させるよう挿入することで、前記本体部７２の周面から延出した前記遮断片７４,７４が空気流通路４４の空気流通方向に直交した状態で臨むようになっている。また、前記孔部４２ａの下方において、前記パイプ体４２の空気流通方向と直交する内壁面には、一対のガイド溝４２ｂ,４２ｂが対向して凹設され、前記空気流通路４４に延出した前記シャッタ部材７０における遮断片７４,７４の側端部分が摺接するようになっている。
【００１７】
前記シャッタ部材７０と前記ダイヤフラム５８との嵌合部位は、前記ダイヤフラム５８の挿通孔５８ａの内径を前記本体部７２の外径と略同一に設定し、かつ離間間隔を該ダイヤフラム５８の厚さと略同一に設定した一対のフランジ７２ｂ,７２ｂ間にダイヤフラム５８の内周縁に保持されているため、前記正圧室６０と負圧室６２とが気密的にシーリングされている。また、前記パイプ体４２の孔部４２ａは、前記シャッタ部材７０の外形形状と略同一に形成し、かつ該シャッタ部材７０の摺接移動を許容するよう構成され、前記正圧室６０と前記空気流通路４４とが気密的にシーリングされている。
【００１８】
前記シャッタ部材７０は、前記フランジ部５４ｂ,５６ｂに外周縁を挟持固定された前記ダイヤフラム５８の内周縁が前記パイプ体４２の半径方向に変位することに伴って、該ダイヤフラム５８の挿通孔５８ａに嵌合された開口端部７２ａを介して該シャッタ部材７０が応動するようになり、前記シャッタ部材７０の底部７２ｃが前記空気流通路４４および前記ケーシング５２の間をスライドするよう構成されている。すなわち、前記シャッタ部材７０は、前記ダイヤフラム５８の動きに伴って、前記遮断片７４,７４を設けた部位が、前記空気流通路４４に突出または前記ケーシング５２内に収納するように直線的に変位して、該空気流通路４４の断面積を変化させる。なお、前記シャッタ部材７０は、前記パイプ体４２における孔部４２ａの端縁に前記フランジ７２ｂが当接することで、前記空気流通路４４側への変位が規制される。
【００１９】
(弾性部材)
前記弾性部材８０には、所要の弾性力を有するコイルスプリングが用いられ、一端部が前記ケーシング５２における第２半体５６の上壁内面に保持されると共に、他端部が前記シャッタ部材７０における本体部７２の開口端部７２ａから内部の中空領域に挿入されて底部７２ｃに保持されている。そして、前記弾性部材８０は、常には前記シャッタ部材７０を付勢して空気流通路４４側に位置させるよう設定されている。
【００２０】
(第１通孔)
前記シャッタ部材７０の配設位置より空気流通方向の上流側において、前記正圧室６０と前記空気流通路４４とを仕切るパイプ体４２には、該空気流通路４４と正圧室６０とを連通して第１通孔６４が開設され、該空気流通路４４内を流通する空気を該正圧室６０内に導入または正圧室６０から空気流通路４４に空気を導出し得るようになっている。前記正圧室６０に空気が導入されると、該正圧室６０は圧力が上昇した正圧状態になり、前記ダイヤフラム５８を前記負圧室６２側に押し上げるように機能する。また、前記第１通孔６４における前記空気流通路４４側の開口は、空気流通方向の上流側に臨んで開放されている。
【００２１】
(第２通孔)
前記シャッタ部材７０における本体部７２の底部７２ｃには、前記空気流通路４４と該本体部７２の内部とを連通する第２通孔６６が開設されている。前記本体部７２は、その開口端部７２ａが前記負圧室６２に開口する中空の円筒体であるので、前記第２通孔６６は該負圧室６２に連通し、該第２通孔６６から負圧室６２内の空気を前記空気流通路４４に導出または空気流通路４４から負圧室６２に空気を導入し得るよう構成されている。前記負圧室６２の空気が導出されると、該負圧室６２は圧力が低下した負圧状態となり、前記ダイヤフラム５８を該負圧室６２側に引き上げるように機能する。また、前記第２通孔６６における前記空気流通路４４側の開口は、空気流通方向の下流側に臨んで開放されている。このように、前記正圧室６０に連通する第１通孔６４は、前記負圧室６２に連通する第２通孔６６より空気流通方向の上流側に設けられている。
【００２２】
次に、実施例に係る吸気ダクトの断面積可変構造の作用について説明する。前記エンジンＥの停止状態では、前記空気流通路４４に空気は流通していない。すなわち、前記正圧室６０の圧力Ｐ１と前記負圧室６２の圧力Ｐ２とが等しく、前記ダイヤフラム５８を挟んで加わる圧力は平衡状態(Ｐ１＝Ｐ２)となっている。従って、図１または図２に示すように、前記シャッタ部材７０は、前記空気流通路４４側に向けて付勢する弾性部材８０の弾性力Ｆにより空気流通路４４に突出され、空気流通方向に直交して延在する前記遮断片７４,７４および本体部７２で遮断されて該空気流通路４４は断面積狭小状態となっている。このとき、前記ケーシング５２から突出した前記シャッタ部材７０は、前記本体部７２における開口端部７２ａに設けたフランジ７２ｂが、前記パイプ体４２の孔部４２ａの端縁に当接することで、該ケーシング５２内から抜出しないようになっている。
【００２３】
また、前記エンジンＥが駆動されると空気の吸込みが開始され、該エンジンＥの回転数が低い状態(アイドリング状態等)では、前記空気流通路４４内に少量の空気が流通するようになる。すなわち、前記正圧室６０に前記第１通孔６４を介して少量の空気が導入されると共に、前記負圧室６２から前記第２通孔６６を介して室内の空気が少量導出され、前記正圧室６０の圧力Ｐ１が上昇すると共に、前記負圧室６２の圧力Ｐ２が低下する。従って、前記正圧室６０と前記負圧室６２との間に圧力差(Ｐ１＞Ｐ２)が生じ、前記ダイヤフラム５８を負圧室６２側に向けて変位するように力(Ｐ１−Ｐ２)が働き、該ダイヤフラム５８の内周縁に固定されたシャッタ部材７０を第２半体５６側に引き上げるよう作用する。しかしながら、前記シャッタ部材７０は、前記弾性部材８０により所要の弾性力Ｆで空気流通路４４に向けて付勢されているので、該シャッタ部材７０は該空気流通路４４の断面積狭小状態を維持する(Ｐ１−Ｐ２≦Ｆ)。なお、前記正圧室６０および負圧室６２は、接合部位が気密的にシーリングされているので、空気の導入または導出に伴って、好適に正圧状態および負圧状態に移行するようになると同時に、この状態に維持されるようになっている。このように、前記エンジンＥの低回転で駆動している場合、空気流通路４４の断面積が狭小状態となり、吸気口から放射されるエンジン騒音は低減されると共に、前記空気流通路４４が絞られて音響質量が大きくなるため、低音域の吸気音を低減することができる。従って、レゾネータが不要もしくは容量を減らすことができ、省スペース化を図り得る。
【００２４】
更に、前記エンジンＥの回転数を上昇させた状態(中・高回転状態)にすると、前記空気流通路４４を流通する空気量(吸気量)が増大する。このため、前記正圧室６０に前記第１通孔６４を介して導入される空気量が増大して、該正圧室６０の圧力が更に上昇すると共に、前記負圧室６２から第２通孔６６を介して前記空気流通路４４に導出される空気量も増大して、該負圧室６２の圧力Ｐ２が更に低下する。従って、図３または図４に示すように、前記ダイヤフラム５８の負圧室６２側に向けて変位しようとする力(Ｐ１−Ｐ２)が大きくなり、この力(Ｐ１−Ｐ２)が該シャッタ部材７０を付勢する前記弾性部材８０の弾性力Ｆより大きくなると、該弾性力Ｆに抗して該シャッタ部材７０は前記ケーシング５２に収納される方向に変位して、前記空気流通路４４の断面積が拡大される。そして、圧縮された前記弾性部材の弾性力Ｆと引き上げ力(Ｐ１−Ｐ２)とが平衡状態に達すると、その位置で変位が停止する。
【００２５】
すなわち、前記エンジンＥの吸気量が上昇するにつれて、前記正圧室６０と負圧室６２との圧力差(Ｐ１−Ｐ２)は増大し、前記ダイヤフラム５８が負圧室６２側に変位することで、前記弾性部材８０の弾性力Ｆに抗して前記シャッタ部材７０を第２半体５６側に変位させ、該シャッタ部材７０がケーシング５２内に収納されていく。従って、前記空気流通路４４の断面積が拡大して通風抵抗が軽減し、外部空気をスムーズにエンジンＥへ供給することができる。これに対し、前記エンジンＥの吸気量が下降すると、前記正圧室６０と負圧室６２との圧力差(Ｐ１−Ｐ２)が減少して、前記ダイヤフラム５８が正圧室６０側に変位するのに応じて、前記弾性部材８０の弾性力Ｆにより前記シャッタ部材７０が前記空気流通路４４側に変位し、該シャッタ部材７０が空気流通路４４に突出するように可逆変化する。
【００２６】
このように、前記シャッタ部材７０の変位を、エンジンＥの吸気量に応じて変化する空気の流れ(空気流通速度)を利用することで、サーボモータやアクチュエータ等の駆動手段を必要とせず、機構を簡略化することが可能である。また、前記シャッタ部材７０の空気流通路４４への突出量を、エンジンＥの吸気量に伴う前記正圧室６０および負圧室６２の圧力差と前記弾性部材８０の弾性力との平衡関係により制御しているので、制御手段を省略できる利点もある。更に、前記シャッタ部材７０は、エンジンＥの吸気量に応じて突出量が変位し、前記空気流通路４４は断面積狭小状態から断面積拡大状態まで連続的に可逆変化するため、回転数の増加と共にエンジン出力が直線的に増加するという理想的なエンジン出力特性を得られる。また、前記空気流通路４４の断面積が急激に変化していないため、空気のスムーズな通過を実現するようになる。従って、前記シャッタ部材７０が変位する途中において、通風抵抗が急激に増減変化することがないため、吸気音の急激な変化を抑制することができる。
【００２７】
前記負圧室６２内の空気の流通口となる第２通孔６６を、前記シャッタ部材７０における該負圧室６２に臨む開口を有する中空の本体部７２に設けて、前記空気流通路４４と負圧室６２とが中空領域を介して連通するよう構成することで、該負圧室６２に連通する配管経路を外部に設ける必要がなくなる。すなわち、配管スペースを省略することで、前記エンジンルーム１２の空間の有効利用を図ることができると共に、配管の組付け手間を省き、コストの低減に繋がる利点がある。また、前記ダイヤフラム５８に前記シャッタ部材７０を直接配設することで、該シャッタ部材７０のスライド機構を簡略化して、小型化できるメリットもある。
【００２８】
一方、前記圧力室５０において、前記ケーシング５２の空気流通路４４側に前記正圧室６０を画成すると共に、前記ダイヤフラム５８を挟んだ外側に前記負圧室６２が画成することで、前記第１通孔６４の経路を短くすることができる。また、前記正圧室６０に連通する第１通孔６４を、前記負圧室６２に連通する第２通孔６６より空気流通方向の上流側に設けることで、該正圧室６０の正圧状態および負圧室６２の負圧状態を好適に作り出すことができる。そして、前記第１通孔６４における前記空気流通路４４側の開口を、空気流通方向の上流側に臨んで開放することにより、空気に導入が好適に行なわれる。更に、前記第２通孔６６の空気流通路４４側の開口を、空気流通方向の下流側に臨ませて開放することで、前記負圧室６２への空気の流入を防止して、該負圧室６２から空気流通路４４への空気の導出させて好適に該負圧室６２の負圧状態を作り出すことができる。
【００２９】
実施例における弾性部材８０は、コイルスプリングを採用したが、これに限定されず、前記シャッタ部材７０に所要の弾性力を付与し得るものであれば、板バネやゴム等の弾性部材も採用することができる。また、弾性部材の配設位置も、ケーシング５２およびシャッタ部材７０に収納配置する構成の他に、シャッタ部材と空気流通路との間に配設する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好適な実施例に係る吸気ダクトの断面積可変構造における断面積狭小状態を示す側断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】実施例に係る吸気ダクトの断面積可変構造における断面積拡大状態を示す側断面図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】実施例に係る吸気ダクトの断面積可変構造を分解して示す概略斜視図である。
【図６】車体の前側に組付けて実施される吸気ダクトを示した車両の側断面図である。
【図７】従前の吸気ダクトの概略構成図であって、断面積を小さく設定した第１ダクトおよび断面積を大きく設定した第２ダクトから構成されている。
【図８】図７に例示した従前の吸気ダクトの欠点を解決するべく提案された吸気ダクトの側断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
４０  吸気ダクト
４４  空気流通路
５０  圧力室
５２  ケーシング
５８  ダイヤフラム
６０  正圧室
６２  負圧室
６４  第１通孔
６６  第２通孔
７０  シャッタ部材
７２  本体部(中空部)
７２ａ  開口端部(一端部)
７２ｃ  底部(他端部)
８０  弾性部材
Ｅ  エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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